沥青层钻井液柱压力关键影响因素及控制技术

沥青层安全钻井问题困扰Y油田的开发,微小的钻井液柱压力波动即可引起沥青流动侵入井内而发生复杂事故或弃井。分析表明,污染后钻井液性能恶化快、沥青易黏附固相颗粒、高温可流动性好、钻井液与沥青的置换型漏失等造成钻井液柱压力难以控制,进而造成沥青侵入速度与程度得不到有效控制。室内和现场试验表明,保持钻井液膨润土含量1%、随钻堵漏材料含量8%左右有利于钻进时钻井液柱压力控制;稠化封堵技术可减慢停止循环时的沥青侵入速度;控压钻井(MPD)技术可有效调控井筒液柱压力,以较低钻井液密度钻穿沥青层,降低沥青与钻井液置换量、侵入速度与程度到可控水平。     

沥青层钻井液柱压力关键影响因素及控制技术

 沥青层安全钻井问题困扰Y 油田的开发,微小的钻井液柱压力波动即可引起沥青流动侵入井内而发生复杂事故或弃井。分析表明,污染后钻井液性能恶化快、沥青易黏附固相颗粒、高温可流动性好、钻井液与沥青的置换型漏失等造成钻井液柱压力难以控制,进而造成沥青侵入速度与程度得不到有效控制。室内和现场试验表明,保持钻井液膨润土含量1%、随钻堵漏材料含量8%左右有利于钻进时钻井液柱压力控制;稠化封堵技术可减慢停止循环时的沥青侵入速度;控压钻井（MPD）技术可有效调控井筒液柱压力,以较低钻井液密度钻穿沥青层,降低沥青与钻井液置换量、侵入速度与程度到可控水平。     

伊朗稠油沥青稠化封堵技术研究与应用I：原位氧化

 伊朗Y油田稠油沥青污染严重影响钻井施工安全,多口井报废。稠油沥青可流动性越好,复杂情况处理难度越大。为降低复杂情况的处理难度,遂借鉴稠油、沥青的老化、氧化、固化等反应机理,稠化稠油沥青,使之在地层孔道中可流动性降低。优选氧化材料进行稠化试验,探讨了试验温度、时间、物料配比、氧气、钻井液对稠化性能的影响。结果显示,氧化材料可有效提高稠油沥青软化点,最高可达120℃。稠化剂F、G、H的稠化效果与试验温度、反应时间成正比例关系,且G的稠化效果受添加量影响较大。在氮气保护时或钻井液体系中,稠化剂的稠化效果降低。氧化材料与堵漏材料复配使用效果更好,可增加桥堵材料滞留和堵漏段塞抗返吐能力,提高压井堵漏成功率。     

稠油氧化自生表面活性剂乳化降黏实验研究*

以渤海稠油为原料,研究了空气低温催化氧化对稠油组成和性质的影响;并抽提分离出氧化稠油中石油羧酸,制成石油羧酸盐,评价其乳化性能;最后以稠油氧化程度、乳化助剂加量、含水率和乳化温度考察了助剂作用下氧化稠油的乳化性能。实验结果表明：稠油经空气低温催化氧化72 h后,沥青质+胶质下降了4.4%,相对平均分子质量减小5.18%,氧化对稠油起到了一定的改质作用;同时稠油酸值由氧化前的2.78 mgKOH/g增长到5.05 mgKOH/g;石油羧酸盐能形成较低的油/水界面张力,具有良好的乳化效果,稠油经空气低温催化氧化后,在复合乳化助剂作用下产生自生表面活性剂,形成水包油型乳液体系达到乳化降黏,降黏率达92%以上。     

控压钻井技术在伊朗雅达油田S03井的应用

伊朗雅达油田多口井钻遇活跃沥青侵害问题,由于活跃沥青层分布规律不明、井间地层压力差异大、活跃沥青黏稠、易出现涌漏复杂等,给钻井施工带来极大挑战。根据对活跃沥青层地质特征认识、钻井工程施工难点分析和置换性涌漏室内模拟实验结论,形成了优化井身结构、优化钻井液性能措施的控压钻井强行钻进方案。在雅达油田S03井进行现场应用,同比邻井相同井段作业周期缩短39%,节约了钻井液消耗量,为雅达油田解决活跃沥青侵害提供了技术手段,具有推广应用价值。     

钻井工程中沥青与钻井液动态置换规律实验研究

钻井工程中钻遇活跃沥青层时,涌漏并发等恶性事故严重影响钻井作业的正常进行。针对中东Y油田沥青层钻井面临的严重钻井液漏失与沥青侵入问题,首先分析了沥青层特征和钻井液漏失特点,发现沥青与钻井液间的重力置换是钻井液漏失和沥青侵入的主要原因。研制了可视化沥青-钻井液动态置换模拟实验装置,分别在钻井液循环和静止状态下,模拟研究了钻井工程中钻井液与沥青的动态置换过程,分析了钻井液密度和黏度、地层裂缝宽度以及沥青黏度对置换过程的影响规律。结果表明,随着钻井液密度增加,沥青置换量呈对数增大趋势;随着地层裂缝宽度增加,置换量呈线性增大趋势;随着沥青黏度增加,置换量呈对数减小趋势;而钻井液黏度与置换量呈负相关关系。因此,钻井作业中,需合理控制钻井液密度以平衡地层压力;适当提高钻井液黏度;重点加强钻井液随钻堵漏作用,有效封堵地层裂缝,减少和堵塞钻井液漏失与沥青侵入井筒的通道。结合控压钻井技术,在该方法的指导下后续钻井作业中顺利钻穿沥青层。     

一种沥青固化剂的研究与应用

中东YD油田在钻井过程中钻遇活跃沥青,沥青的涌出导致了钻井液污染、振动筛跑浆、钻具粘卡等多种复杂情况,给钻井施工带来极大困难,甚至导致部分井段或全井报废,造成了大量经济损失。为解决该项技术难题,开展了沥青固化剂的研究和应用,采用交联固化的方式,在实验室内成功优选了性能良好的固化剂GHJ-9,该固化剂使得沥青的软化点由52℃提高到71℃,沥青在钻具上的粘附率降低到5%以下;同时完成了固化剂对钻井液性能影响的评价实验和对钻具腐蚀的评价试验,证明在10%加量情况下对钻井液性能影响不大,对钻具腐蚀轻微。沥青固化技术在中东YD油田进行了多口井的现场应用,试验结果表明沥青固化剂有效封堵了地层孔隙,并和地层溢出的沥青发生固化反应,使得湿沥青发生了明显的聚结固化现象,成团返出地面,有利于沥青从钻井液的分离和清除,降低了沥青对钻井液性能的影响。GHJ-9固化剂的研究和应用为该地区沥青层的安全钻井提供了新的技术方法。     

稠油降黏新技术的研究进展

稠油中含有大量胶质、沥青质,造成其黏度高、密度大、流动性差,给稠油的开采和输送造成了很大困难.常规降黏方法,包括加热降黏、稀释降黏及乳化降黏,都有其不可克服的缺点.介绍了5种新型降黏技术的作用机理及其在国内的研究应用情况,包括油溶性降黏剂降黏、水热催化裂解降黏、微生物降黏、超声波降黏、磁处理降黏.指出目前单一降黏方法难以解决稠油的开采和输送问题,采用合理的复配技术是解决稠油降黏的有效途径.     

新滩油田垦东12-平2浅层水平井钻井液技术

垦东12-平2井是一口浅层稠油水平井。垂深993.70m,该井位于垦东海上3#人工岛,周围是海平面,直井开发不能满足要求。垦东12-平2井技术难点:馆上段油藏埋深浅(987.00m)表层100m造斜,造斜点疏松,井壁不稳定;斜井段、水平段地层软,造浆严重,钻速快,岩屑携带困难;地层压力低,存在酸性气体,钻井液受侵污染严重,水平段长,压差几率大,套管下入存在一定风险性。根据室内研究结果,采用加量足够的海水MEG钻井液能在井壁形成半透膜,具有强的页岩抑制性,润滑性,储层保护性能优于常规水基钻井液。可生物降解,保护环境,满足了平2井的施工需要。     

腐植酸盐对吉林稠油乳化作用研究

以乳状液稳定性为指标,在室内评价了腐植酸盐对吉林稠油的乳化作用。结果表明：腐植酸盐可以作为稠油乳化剂使用,具有一定的乳化降黏作用,但因原料、生产工艺不同,乳化性能存在差异。腐植酸盐与氢氧化钠复配使用可大大提高乳化性能。腐植酸盐可有效提高表面活性剂对稠油的乳化效果,其中对非离子表面活性剂的效果最好,对阴、阳离子表面活性剂作用相当。     

低碳Fe-W(Mo)-Co(Ni)合金研究(C)

在"低碳Fe-W(Mo)-Co(Ni)合金研究(A)和(B)"的基础上研究了该合金的硬化特性及硬化机理。本系合金具有显著的时效硬化特性:在550℃进行时效处理5～10min,硬度就将上升20～30HRC。时效曲线上出现的二次硬化暗示在时效时有两种硬化机制在起作用。实验表明,在时效过程中Co-Ni合金发生马氏体向奥氏体的逆转变,而高钴合金则未发现这种情况。     

广义塑性力学的硬化理论

对广义塑性力学的硬化理论进行了系统而深入的剖析 ,阐明了硬化模型和硬化定律的基本概念和物理意义及其区别和联系 ,并指出应根据不同的土性、屈服面以及苛载类型恰当地选取硬化模型和硬化定律 ,进一步完善了广义塑性力学的硬化理论     

幂硬化材料加载条件的确定及表达

材料在经过一定的塑性预应变后，将产生各向同性强化、随动强化及组合强化。本文介绍了在这三种应变强化形式下加载条件（后继屈服条件）的确定方法，并以不锈钢（１Ｃｒ１８ Ｎｉ ９Ｔｉ）为例，给出了幂硬化材料对应各向同性强化和组合强化两种情况下加载条件的数学表达式。     

太阳能表面相变硬化性能特点的探讨

本文对几种常用碳钢(45、 T8A、T12A)经太阳能表面相变硬化淬硬层的性能特点进行较全面的探讨。测定了硬化层中硬度的分布情况,淬硬带表面纵向和横向的宏观应力状态和微观应力情况,晶块尺寸以及硬化带不同深度的残余奥氏体量;进行了硬化带的耐磨对比试验和耐腐蚀性对比试验。     

考虑深海能源土结构性的统一硬化模型

从定性和定量两方面对能源土的力学行为进行描述和计算,是高效安全开发天然气水合物资源的重要前提。基于结构性突变屈服破坏机理,可认为能源土结构性突变前为弹性变形,突变后为弹塑性变形。在统一硬化模型(UH模型)的框架下,引入结构性屈服压力;采用统一硬化参数和关联流动法则,构建了一个可以考虑能源土结构性的本构模型。相对于UH模型,改进的模型只增加了结构性屈服压力这一个参数,用以反映初始固结压力和水合物饱和度的综合影响。通过模型探讨和试验对比,所提模型能够在定量上吻合能源土的应力-应变关系,能在定性上反映能源土的剪胀特点。     

低温下钢材应变强化系数的测定

设计了在低温下不用引伸计测定钢材应变强化系数ｎ值的方法，在系列温度下测定了１６ＭｎＲ，４０ＣｒＮｉＭｏ和ＷＣＦ６２三种钢材的ｎ值，发现材料的ｎ值随试验温度的降低而下降，其部分原因是由于屈服强度的升高使材料的应变强化能力相对下降．实验结果还表明按幂强化关系来描述材料应变强化规律的Ｈｏｌｌｏｍｏｎ关系和Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ关系，在工程意义上可认为是相同的．     

气体碳氮硼三元共渗强化机理的探讨

本文对经750℃～850℃温度范围内碳氮硼三元共渗后的20钢试样进行了渗层相结构与性能分析。力学性能试验证明三元共渗的渗层具有比渗碳和碳氮共渗更优越的硬度和耐磨性。三元共渗渗层强化机理主要是马氏体固溶强化和高弥散度的第二相强化。x射线和电镜分析证明高弥散的第二相粒子中除有ε相(Fe_2N—Fe_3N)外,还有Fe_2B相。     

25MnV钢强韧化工艺

对25MnV钢进行了常规淬火,亚温淬火及常规淬火＋深冷处理工艺研究。试验结果表明,与常规淬火工艺相比,采用亚温淬火、常规淬火＋深冷处理两种工艺后,在保持硬度（强度）基本不变的前提下,冲击韧性和耐磨性均具有显著提高,而深冷处理具有工艺简单、成本低廉的特点,因此可以作为结构钢的一种强韧化工艺。     

几种不锈钢的拉伸应变硬化行为

采用金相、X射线衍射(XRD)、拉伸试验和洛氏硬度检测等实验方法,研究4种不锈钢(410S、430、409L和304)的室温拉伸应变硬化行为,探讨其拉伸应变行为的特征与规律.结果表明:304不锈钢的加工硬化能力远高于410S、430、409L不锈钢.而且304冷轧(固溶)态的n值(0.57)高于304热轧(空冷)态n值...     

扭转冷作硬化的试验研究

拉伸冷作硬化技术已得到广泛的工程应用。由于拉伸过程中存在颈缩现象,不能充分发挥所有材料的应变强化能力,使其强化效果受到限制。扭转过程中变形是均匀的,可以最大限度地发挥所有材料的强化能力,其强化效果应该比拉伸更显著。本文对中强度的40Cr钢和LY12一CZ铝合金试件所进行的扭转冷作硬化试验结果表明,并非对所有金属材料都是如此,对于具有体心立方点阵结构的金属,其扭转强化能力受到韧—脆转变现象的限制。